Wellenkraft für sauberes Trinkwasser
Im Rahmen der Strategie „Blaues Wachstum“ konnte das EU-finanzierte H2020-Projekt W2O die ökonomische Praxistauglichkeit des weltweit ersten wellengetriebenen Entsalzungssystems – Wave2O – demonstrieren. Es arbeitet völlig unabhängig vom Stromnetz und kann große Mengen an bezahlbarem Frischwasser bereitstellen. Der Piloteinsatz von Wave2O erfolgt auf Kap Verde, einer Insel im Atlantischen Ozean vor Westafrika. Ein Standort für die Pilotanlage ist bereits gefunden und aktuell werden Untersuchungen zur Standortbewertung einschließlich bathymetrischer Vermessungen sowie Bewertungen der Wellenenergie und Wasserqualität durchgeführt. Olivier Ceberio, Projektkoordinator und Mitbegründer des KMU Resolute Marine Limited, sagt: „Wir haben eine sichere Zusage des lokalen Strom- und Wasserversorgers, dass er eine vollständige Wave2O-Anlage erwirbt, sobald die Versuche mit der Anlage im Pilotmaßstab erfolgreich abgeschlossen sind.“ Strom aus dem Meer Das Wave2O-Modul besteht aus zwei Wellengeneratoren und zwei großen TEU-Containern, von denen einer die Geräte zur Stromerzeugung enthält und der andere Frischwasser erzeugt. Die Wellengeneratoren sind über flexible Schläuche mit den Containern verbunden, durch die unter Druck stehendes Meerwasser zu und von den Wellengeneratoren strömt. „Das zu reinigende Meerwasser wird von einer Quelle aus dem offenen Meer gewonnen, weit entfernt von kontaminierenden Einflüssen. Dann durchläuft es ein mehrstufiges Filtersystem, bevor es in ein Verteilersystem gespeist wird, das die Wassermengen auf zwei Pfade aufteilt“, erklärt Ceberio. Die mechanische Energie aus der Wellenkraft wird von den Wellengeneratoren genutzt, um zwei Drehantriebe in Bewegung zu setzen, die den Druck des eingespeisten Meerwassers auf 7 000 kPa erhöhen und es dann zum Ufer pumpen. Hier wird es von einem pneumatischen Hydrospeicher stabilisiert, um unerwünschte Druckpulsationen auszugleichen, bevor es in das Umkehrosmosesystem fließt. Der zweite Teil des Meerwassers wird in ein Energierückgewinnungssystem geleitet. Dieses System gewinnt Energie aus Sole, die unter hohem Druck steht und das Nebenprodukt des Entsalzungsprozesses ist. Die Energie wird dann genutzt, um den Druck auf das zu reinigende Meerwasser auf 7 000 kPa zu erhöhen. Energierückgewinnung sorgt für einen höheren Wirkungsgrad bei der Umwandlung, der für einen unabhängigen Betrieb notwendig ist. Das druckstabilisierte einfließende Meerwasser wird dann gebündelt und bei einem Betriebsdruck von 6 200 kPa in eine standardmäßige Umkehrosmoseeinheit eingespeist. Etwa 35 % des Wassers werden zu Frischwasser umgewandelt. Das ist zwar eine recht niedrige Rückgewinnungsrate, bietet aber Vorteile in Verbindung mit geringerem Wartungsbedarf, verlängerter Lebensdauer der Membranen und geringerem Solesalzgehalt. Die energiereiche Sole wird dann genutzt, um den Fülldruck für das eingespeiste Wasser zu steuern. Sauberes Wasser mit weniger CO2-Ausstoß Wave2O könnte Millionen von Menschen, die in ländlichen und abgelegenen Orten leben, Zugang zu CO2-armer Energie bieten. „Jede Anlage erzeugt jeden Tag 4 000 Kubikmeter Frischwasser. Das ist genug, um den Bedarf von 40 000 Menschen zu decken und die CO2-Emissionen um 4 346 Tonnen pro Jahr zu senken. Das entspricht der Menge, die man einsparen würde, wenn 936 Autos weniger unterwegs wären“, so Ceberio. „Unser Angebot richtet sich an Ortschaften in Entwicklungsländern und Inselstaaten, die typischerweise keine große Netzkapazität haben und weder das Geld noch die Zeit aufbringen können, um stromnetzbasierte Systeme zu bauen und in Betrieb zu nehmen“, fügt er hinzu. Das mittelgroße, stromnetzunabhängige und mit erneuerbarer Energie betriebene Wasseraufbereitungssystem ist für Entwicklungsländer und Inselstaaten außerhalb der EU konzipiert. Innerhalb Europas kann W2O für überseeische Länder und Gebiete von Nutzen sein, die zu EU-Mitgliedstaaten gehören, wie zum Beispiel die kanarischen Inseln oder Neukaledonien.
Schlüsselbegriffe
W2O, Energie, Strom, Meerwasser, Stromnetz, Wellengeneratoren, Entsalzung, Umkehrosmose, Wasserknappheit, Wellenenergie
